不同叶丝分组干燥技术比较

为解决"红旗渠(银河之光)"在传统叶丝干燥处理时烟叶潜质不能充分发挥、分组加工过程中生产调度时间较长和能源浪费等问题,对"红旗渠(银河之光)"产品进行了叶丝干燥工序的分组加工处理试验,并与传统的叶丝干燥工艺与分组加工在物理指标、感官质量和烟气指标等方面进行了比较,结果表明:"红旗渠(银河之光)"采用分组叶丝干燥工艺处理后,烟丝填充性能提高,感官质量得到改善,烟丝耐加工性增强,烟叶潜质得到进一步发挥。     

基于收缩特性分析的叶丝快速对流干燥动力学模型

为准确表征叶丝脱水过程中的干燥动力学特性,分析了烤烟和白肋烟两种叶丝在下行床快速对流干燥中的孔隙结构变化特征,对叶丝干燥收缩过程进行了数学模型拟合,建立了考虑收缩形变的叶丝干燥过程水分扩散模型,并对模型进行了验证。结果表明:①随着干燥过程中两种叶丝内孔容积的减小,叶丝中孔径大于0.5μm的孔容比例呈降低趋势,而孔径小于0.05μm的孔容比例呈升高趋势;在不同干燥阶段两种叶丝孔径分布的分形维数介于2.45~2.71之间,表明其孔隙结构具有分形特征;②线性叠加式收缩模型能够较好地描述叶丝干燥过程中的收缩现象,烤烟叶丝和白肋烟叶丝体积比V/V₀和含水率比X/X₀的线性相关系数均大于0.99,采用该收缩模型对基于Fick第二定律的水分扩散模型进行修正,实验数据的拟合精度从修正前的0.9069提升到修正后的0.9580;③采用修正的水分扩散模型描述叶丝快速干燥动力学发现,考虑了干燥过程中的叶丝收缩现象后,得到的叶丝水分有效扩散系数降低,表明叶丝干燥过程中的体积收缩不利于传质过程。      

叶丝气流干燥过程中水分和丙三醇迁移特性

为了在叶丝气流干燥过程中有效调控物料的水分和丙三醇含量,考察丙三醇含量和干燥温度对叶丝中丙三醇和水分迁移的影响,利用固定床气流干燥装置,在100～145℃下对丙三醇含量为0～6.6%的叶丝进行干燥试验,得到了叶丝中丙三醇和水分释放规律。结果表明：(1)添加丙三醇后叶丝水分迁移规律基本一致,叶丝的干燥速率受丙三醇初始含量的影响较小。干燥过程分为两个阶段,第一阶段（0～100 s）和第二阶段（100～600 s）。(2)叶丝表面温度与干燥温度正相关,与丙三醇的初始含量无关。(3)丙三醇初始含量对其脱除无显著影响。第一阶段丙三醇的损失量基本相同,约占总损失量的50%以上;第二阶段不同丙三醇初始含量的损失速率无明显差异,且随着干燥时间的增加不断减小。(4)干燥温度对丙三醇脱除有显著影响。第一阶段不同干燥温度下丙三醇损失量均为0.6百分点左右,损失速率随干燥时间线性降低,损失速率的变化率与干燥温度呈负相关关系;第二阶段丙三醇损失量随干燥温度的升高而增大,损失速率基本保持稳定。     

基于干燥脱水量的叶丝滚筒干燥加工强度品质校正技术

为解决制丝干燥段生产过程中干燥脱水量受来料条件和车间环境温湿度等因素影响,导致同牌号在制品批间变化较大,加工强度可控性差的问题,采用均匀试验设计方法,针对干燥脱水量的不可接受区间,建立了干燥段加工工艺参数对香韵、舒适性、烟气特征影响的二次多项式逐步回归模型,并根据均匀设计试验结果,开发了"加工强度品质校正技术",该技术可为脱水量偏离的批次提供适宜的参数匹配。将品质校正技术在中控MES系统中进行集成,研发了加工强度品质校正系统,该系统应用后香韵特征(加工强度)符合度较应用前提升12.8百分点,批间感官评价得分波动降低53.3%。     

基于云推理的叶丝干燥筒壁温度预测方法

为解决滚筒式烘丝机筒壁温度设定不准确而影响出口含水率等问题,基于云模型提出了一种叶丝干燥工序筒壁温度预测方法。通过对叶丝干燥关键工艺指标数据间的关系进行分析,证明脱水量和排潮罩负压是影响筒壁温度的关键因素。采用聚类分析法对筒壁温度进行聚类,得到云模型定性推理规则,并构建了筒壁温度的二维多规则预测模型。利用选取的在线监测样本数据,对筒壁温度预测模型进行了验证。结果表明,按照预测算法对叶丝干燥样本数据的筒壁温度进行计算,预测误差低于0.7%,预测精度符合要求。所建立的云预测模型可精确设置烘丝机的脱水量和筒壁温度,有效提高叶丝干燥各项工艺参数的稳定性。     

叶丝滚筒干燥过程中化学成分的动态变化特征研究

利用批处理式滚筒干燥试验装置,以两种烤烟、一种白肋烟为原料,研究了叶丝滚筒干燥过程中含水率、总植物碱、还原糖、总糖、石油醚提取物等含量随干燥处理时间的动态变化特征,同时对比分析了滚筒壁温对上述指标变化特征的影响。结果表明:①叶丝干燥过程含水率的变化规律符合菲克第二定律,实验所用烤烟的传质有效扩散系数(De)均小于白肋烟。滚筒壁温升高,3种叶丝De值均增大,但上部叶De值的变化较中部叶小;②随干燥时间延长,总植物碱和还原糖含量均呈近似线性下降,随滚筒壁温升高,其下降速率增大;③总糖含量除在160℃干燥结束阶段急剧下降外,整体变化规律不明显;④石油醚提取物含量在不同条件下均有相似的变化规律,其含量随干燥过程的进行呈先升高后降低的趋势,峰值区间均在含水率为8%~2.5%时。     

基于双层EWMA方法的叶丝干燥出口含水率质量一致性控制

为解决叶丝干燥工序出口含水率波动大、批次质量不稳定等问题,采用双层指数加权移动平均(EWMA,Exponentially Weighted Moving Average)方法建立了叶丝出口含水率质量一致性控制模型,并采用自适应算法对该模型进行自动优化和修正。选取安阳卷烟厂"黄金叶(硬红旗渠)"牌卷烟叶丝干燥工序出口含水率在线监测数据,对双层EWMA控制系统进行测试,结果表明:改进后批次间出口含水率质量差异显著降低,出口含水率的平均偏移量、极差、均方误差等质量指标分别降低29%、2%和32%,过程能力指数提升18%,有效提高了出口含水率批次一致性。该方法可为提高卷烟生产均质化水平提供技术支持。     

含水率平行移动法稳定叶丝干燥工序工艺参数的研究

为稳定卷烟生产叶丝干燥过程的工艺参数,采用含水率平行移动法对叶丝干燥工序前后的叶丝含水率同时进行调整,通过保持烘丝过程单位时间内脱水量的一致,以减小烘丝机运行参数的变化.与传统通过调整烘丝机筒体温度和热风温度等工艺参数仅控制出口叶丝含水率的方法相比,采用含水率平行移动法后,①烘后叶丝含水率标准偏差下降了21.4％,Cpk提高47.2％;叶丝温度标准偏差下降33.1％,Cpk提高35.7％;热风温度标准偏差下降30.0％,Cpk提高43.9％;筒体温度标准偏差下降23.2％,Cpk提高45.8％;②加香后烟丝含水率标准偏差下降了26.4％,Cpk提高49.1％;③成品烟支的感官质量总得分提高0.27分.     

滚筒干燥过程中叶丝表面温度变化特征

为了研究滚筒干燥过程中叶丝含水率和温度的变化规律,建立了描述叶丝滚筒干燥过程中表面温度变化的动力学模型,在此基础上进一步考察了不同壁温对叶丝表面温度变化的影响,并对比分析了烤烟和白肋烟两种叶丝干燥过程中表面温度变化特征差异.结果表明:①基于热量和质量传递平衡方程得到的叶丝表面温度动力学模型,可较好反映叶丝干燥过程表面温度动态变化特征.②随着筒壁温度升高,烤烟B2F和白肋烟C3F的升温速率增大,两种叶丝所能达到的表面温度增加;相同干燥条件下,烤烟的表面温度变化较白肋烟的表面温度变化快.③表面温度随含水率的变化经历3个阶段:第1阶段,随含水率下降,表面温度升高很快;第2阶段,随含水率的降低,表面温度缓慢升高;第3阶段,表面温度随含水率的下降而迅速升高.     

不同干燥方式下叶丝孔隙结构的变化特征

为了探明不同干燥方式下叶丝孔隙结构的变化规律,采用实验室滚筒和下行床干燥装置,考察了烤烟和白肋烟叶丝干燥过程中内孔容积、叶丝体积、孔径分布及孔隙形貌的变化特征。结果表明:1不同干燥方式下叶丝内孔容积均存在明显的收缩,且烤烟叶丝内孔容积收缩程度高于白肋烟;在含水率25%到15%的主要脱水阶段,叶丝下行床干燥过程内孔容积的收缩明显低于滚筒干燥。2烤烟和白肋烟叶丝体积收缩率与含水率近似为线性关系,干燥至10%含水率时叶丝体积收缩率达25%左右;不同干燥方式对叶丝体积收缩率的变化影响不大。3烤烟和白肋烟叶丝的孔隙体积主要分布在30μm以上的大孔区域;与滚筒干燥相比,下行床干燥方式下两种叶丝在1~10μm直径范围内的孔隙有所增加。     

关于纤维集合体干燥速率的研究

本文通过六种试样的试验数据,找出纤维集合体在30℃,相对湿度57%条件下,不同干燥阶段的干燥速率变化规律及其影响因素。从而,揭示出多孔性织物的干燥特性和干燥机理。提出上述条件下六种试样的第一临界含水率及第二临界含水率的数值,为服装加工选料、干燥装置的设计提供数据。     

基于控温的莲子微波干燥特性及干燥品质研究

为了探索基于控温下的莲子微波干燥特性及干燥品质,研究不同微波功率、物料表面温度区间对莲子微波干燥特性的影响,对莲子进行了微波控温干燥试验,并将基于控温下的微波干燥莲子与热风干燥莲子在品质上进行了分析。研究结果表明:物料表面温度对莲子干燥影响较大,物料表面温度区间越大,莲子干燥速率越快,干燥时间越短;微波干燥功率对莲子干燥影响较小。采用7种常见的薄层干燥模型对控温微波干燥过程进行拟合,结果表明Midilli模型是最适合描述在莲子微波控温干燥过程中水分变化规律的薄层干燥模型。根据Fick第二定律得出莲子控温微波干燥的有效扩散系数为8.9891×10^-10~2.22431×10^-9 m²/s;由Arrhenius方程得出莲子微波控温干燥的活化能为79.85 kJ/mol。两种干燥方式干燥的莲子复水率差异不显著(p>0.05);莲子控温微波最短干燥时间低于热风干燥。研究结果可为莲子控温微波联合干燥工艺提供参考。     

叶丝滚筒干燥工艺参数对卷烟香气风格的影响

采用因素轮换实验方法和中式卷烟风格感官评价方法,研究了叶丝滚筒干燥主要工艺参数对卷烟香气风格和烤甜香韵的影响。结果表明:实验范围内,烘丝筒壁温度、HT蒸汽压力、烘丝机热风参数、滚筒转速对卷烟香气风格有明显影响,排潮风门开度对卷烟香气风格没有明显影响;采用125~132℃的烘丝筒壁温度有利于突出卷烟烤甜香。通过参数优化,HT蒸汽压力0.6 MPa、热风风机频率30 Hz、热风温度110℃、滚筒电机频率32 Hz时,烘丝筒壁温度达到128.5℃,卷烟的烤甜香提高了0.35分,增幅11.1%,卷烟香气风格更加突出。      

不同部位烟叶的叶丝烘焙特性

以试验线滚筒烘焙干燥装置为平台,综合考察了辽宁和江西产区上、中、下部位烟叶叶丝分别在高、中、低3种不同烘焙强度下的物理质量、感官质量和美拉德反应香味成分等的变化规律。结果表明:(1)中上部叶丝适宜中高烘焙强度处理,下部叶丝适宜中低烘焙强度处理;(2)叶丝经过烘焙处理后,地方性杂气明显下降,烘焙香、焦甜香明显提升,烟气透发,口感舒适性提升;(3)对美拉德反应香味成分进行主成分分析,各香味成分的综合得分与感官评价表现存在一定差异。     

织物干燥机理及干燥速率的探讨

对物理意义上的干燥织物和通俗意义上的干燥织物这2个概念进行了区分和界定;根据织物的干燥机理,分析了织物干燥过程中的3个阶段和影响织物干燥速率的因素,并通过2组试验证明,当针织物的纱线和组织结构相同时,不论纤维的类型如何,恒速蒸发阶段织物单位面积、单位时间内所蒸发的水分质量是相同的,纠正了人们对亲水型材料干燥速率慢的偏见,建议在快干型织物设计中不必排斥使用亲水型纤维。     

热升华转印纸涂层干燥及打印油墨干燥速率研究

热升华转印纸承载热升华转印油墨印刷的文字或图案,并在受热、加压的条件下将文字或图案转移到承载物上。转印纸均匀、高品质的涂层表面是获得良好转印效果的基础。本文研究了影响热升华转印纸涂层及打印油墨干燥速率和转印效果的因素。结果表明,挥发性两性溶剂的加入可提高涂布纸涂层的干燥速率,自制高阳离子度聚合物和大孔容SiO_2气凝胶的加入能大大缩短打印后热升华油墨的干燥时间,并获得较好的转印效果。     

SH9型叶丝气流干燥系统过程控制能力的改进

针对SH9型气流干燥系统设备在工艺过程控制能力上存在的出口叶丝含水率波动偏大、料头料尾时间过长及湿烟丝团较多等突出问题,通过对滚筒式超级回潮机和高速气流膨胀干燥机进行工艺设备改进,使设备效能得到充分发挥。结果表明,改进后超级回潮出口叶丝含水率Cpk值提高了0.81,含水率标准允差控制在±0.5%以内;气流干燥出口叶丝含水率标准偏差平均值达到0.13%,满足《卷烟工艺规范》低于0.17%的要求。     

干燥能力与蒸汽压力的干燥速率曲线

干燥速率曲线广泛应用于评价纸机干燥部的运行性能和估计生产能力的提高。随着纸机装备及生产工艺技术的改进，干燥速率曲线也在不断被修订，主要体现在直线斜率的改变上。干燥速率同输入供缸的蒸汽温度成比例关系，而同蒸汽压力不呈比例关系。在实际生产过程中，为了稳定而方便地调节烘缸的表面温度，蒸汽压力往往作为主要的控制参数，因此我们有必要以干燥能力对蒸汽压力的关系画出新的干燥速率曲线。两种干燥速率曲线的示意图如下图所示。新的干燥速率曲线与原来的曲线相比有以下优点：一是可减少误差。旧干燥速率曲线是一条直线，它的斜…     

不同干燥强度下叶丝香味成分的主成分聚类分析

采用中心切割二维气相色谱-质谱法测定了不同部位原料叶丝在不同干燥方式和加工强度下的烟气粒相香味成分,采用主成分分析和聚类分析对香味成分进行归类。结果表明:1茄酮、3-羟基-β-二氢大马酮、新植二烯、二氢猕猴桃内酯在第一主成分中起主要作用,吲哚、糠醛、喹啉、甲基吡嗪在第二主成分中起主要作用。2依据香味成分的相对量,每个部位叶丝对应的不同干燥方式和加工强度可分为3类。上部叶,滚筒低强度和中强度以及气流中强度、滚筒高强度和气流高强度、气流低强度分别归为一类;中部叶,滚筒中强度和高强度以及气流低强度、气流中强度和高强度、滚筒低强度分别归为一类;下部叶,气流中强度和高强度以及滚筒高强度、滚筒低强度和中强度、气流低强度分别归为一类。根据不同的烟叶特性,应选择不同形式、不同强度的干燥方式以得到理想的卷烟香味风格。     

两种干燥工艺下叶丝加工质量的对比分析

为探讨叶丝干燥工艺对烟叶加工质量的影响,对叶丝经滚筒干燥和气流干燥处理后物理指标、感官质量、化学成分、烟气指标和7项有害成分的变化情况进行了检测。结果表明:①相对于滚筒干燥,气流干燥处理后叶丝的填充值显著升高、碎丝率显著降低,焦油和一氧化碳量均显著降低,7种有害成分中NNK释放量显著降低,但巴豆醛释放量有明显升高趋势,其他5种有害成分变化趋势不明显;②干燥工艺对感官质量的影响主要表现在香气量和丰满程度上,气流干燥会导致香气量减少、丰满程度降低,且干燥工艺对感官质量的影响在不同产地烟叶上存在较大差异。